《模擬電子技術(shù)》課件-電壓比較器

模擬電子技術(shù)電壓比較器——目

錄——1

比較器概述2

單門限比較器3

遲滯比較器3

窗口比較器問題導(dǎo)航運(yùn)算電路：比例運(yùn)算電路、加減運(yùn)算電路、積分運(yùn)算電路、微分運(yùn)算電路、對數(shù)運(yùn)算電路、指數(shù)運(yùn)算電路。集成運(yùn)放線性應(yīng)用放大電路有源濾波電路集成運(yùn)放的應(yīng)用電壓比較器集成運(yùn)放非線性應(yīng)用非正弦波形發(fā)生器比較器概述1.

集成運(yùn)放工作在非線性工作區(qū)★集成運(yùn)放工作在開環(huán)或正反饋。圖1

開環(huán)狀態(tài)★特點：圖2

正反饋狀態(tài)1)

虛斷成立（

i

i

0）pn2)

虛短不成立（u

≠

u

）pnu

>u

時，

u

＝＋U

U

是運(yùn)放的飽和輸出電壓。PNOOM，

OMu

<

u

時，

u

＝－UPNOOM2.比較器應(yīng)用：信號產(chǎn)生(方波、三角波、鋸齒波等非正弦波）；信號處理（波形變換整形等）；檢測（監(jiān)測報警等）

、控制、D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路中應(yīng)用廣泛。單門限比較器1.

過零比較器圖3

過零比較器（1）UT＝0UT叫閾值電壓

：輸出電平發(fā)生跳變時的輸入電壓。（2）UOH＝＋

UOM，

UOL＝－

UOM（3）u

>0時

u

＝－U

;★為保護(hù)集成運(yùn)放的輸入級，需加輸入端限幅電路。★為適應(yīng)負(fù)載對電壓幅值的要求，輸出端加限幅電路。IOOMu

<0時

u

＝＋

U

。IOOM圖4

過零比較器電壓傳輸特性曲線圖5

具有限幅功能的過零比較器單門限比較器2.一般單門限比較器圖6

一般單門限比較器圖7

一般單門限比較器電壓傳輸特性曲線閾值電壓U

=U

，輸出電平發(fā)生跳變時的輸入電壓。TREF反相輸入遲滯比較器例：電路如圖所示，R

=30

kΩ，R

=1512kΩ,U

=±6V,U

=0,

求

U

，并畫出電ZREFT壓傳輸特性曲線。uO解：用疊加原理求解UP+UZ圖8

反相輸入遲滯比較器

U

=

U

?

U

=U

R

U

RU

=

R

R

R

RREF

2Z

1P++（

）U

=4

V2R1T+1212UUT-=-4（V）

OuIU

R

+

U

RTT+T?R

R+ZUT+

=REF

2Z

112R

R+12

U=U

-U

=8VT+T-U

R

?

U

R-UZUT?

=REF

2Z

1R

R+12★重要特點：u

增大時與上門圖9

遲滯比較器電壓傳輸特性曲線I限比，u

減小時與下門限比，6

30IUT+

=UT-

==

4

(V)

上門限電壓，但輸入電壓單調(diào)變化使時，輸出電壓只躍變一次。15

30+?

6

30+15

30=

?4

(V)下門限電壓窗口比較器單門限比較器與遲滯比較器在輸入電壓單一方向變化時，輸出電壓只躍變一次，因此只能檢查一個電平。如果要判斷輸入電壓是否在二個電壓之間，窗口比較器有這樣的功能。電路圖12所示，它是由兩個簡單比較器構(gòu)成，注意，閾值大的簡單比較器采用同相輸入，閾值小的簡單比較器采用反相輸入，圖10

窗口比較器圖11窗口比較器電壓傳輸特性曲線當(dāng)u

>U

時，u

=－u

=

U

，D

導(dǎo)通，D

截止；u

=

U

。IRHO1O2OM12OZ當(dāng)u

<U

時，u

=－u

=U

，D

導(dǎo)通，D

截止；u

=U

。IRLO2O1OM21OZ當(dāng)U

<u

<U

時，u

=

u

=－U

，D

、D

均截止；u

=

0。RLIRHO1O2OM12O本課小結(jié)1.單門限比較器與窗口比較器工作在開環(huán)，遲滯比較器引入正反饋，他們虛斷成立（i

i

0），虛短不成立（u

≠u

）。比較器廣泛應(yīng)用于：信號產(chǎn)生；p信號處理；檢測電路等。npn2.單門限比較器有一個閾值電壓，遲滯比較器有兩個閾值電壓，他們輸入電壓單一方向變化時，輸出電壓只躍變一次，因此只能檢查一個電平。窗口比較器在輸入電壓單一方向變化時，輸出電壓跳變兩次，能檢查輸入電壓是否在兩個閾值電壓之間。3.比較器分析方法如下：（1）寫出u

和u

的電位表達(dá)式，令u

=u

，求解閾值電壓U

。Tp

Np

N（2）由限幅電路確定電壓比較器的輸出高電平U

和輸出低電平U

大小。OH

OL（3）確定uo在uI過UT時發(fā)生躍變方向，畫出電壓傳輸特